Како се користат прстенестите магнети во сензорите и магнетните склопови?

Кога сте работеле со магнетни сензори, брзо сфаќате дека магнетот е повеќе од обичен дел - тој е одлучувачки фактор помеѓу сензор кој ја одржува својата точност на долг рок и сензор кој почнува да талка по само неколку илјади циклуси.

Прстенестите магнети се чест избор во овие апликации, и со добра причина. Но, нивното правилно изработување - особено кога набавувате за производство - бара повеќе од избор на големина од технички лист.

Видов инженери како го спецификуваат совршениот прстенест магнет на хартија, само за да наидат на проблеми со интеграцијата бидејќи шемата на магнетизација не се совпаѓаше со логиката на отчитување на сензорот. Ајде да погледнеме.прстенести магнетни решенија за сензори

 

Брз преглед

Идеален за енкодери и сензори за позиција
Потребна е прецизна контрола на магнетизацијата
Димензиите влијаат на точноста на системот
Често се изработуваат по нарачка за склопови

 

Зошто прстенестите магнети се користат во сензорите

На прв поглед, прстенестиот магнет изгледа едноставно. Но, тој шуплив центар сè менува.

Стабилно магнетно поле

Еве една преформулирана верзија која го задржува оригиналното значење, а воедно ја менува структурата и формулацијата:

Во споредба со магнетите со цврст диск, прстенестите магнети нудат супериорна контрола и предвидливост врз магнетното поле. Нивниот централен отвор овозможува рамномерна распределба на флуксот, суштинска карактеристика за сензорите за Холов ефект и магнеторезистивните компоненти на кои им се потребни стабилни, повторувачки излезни сигнали.

Кај ротационите енкодери, на пример, повеќеполн прстенест магнет генерира наизменични северно-јужни полови околу својот обем. Сензорот ги чита овие транзиции за да ја одреди аголната положба. Ако полето е нерамномерно, вашиот енкодер ја губи точноста.

Компактна интеграција

Просторот е секогаш тесен кај сензорските склопови. Со прстенест магнет, можете да го поставите директно на вратило, а сепак да имате простор внатре за други делови. Не само што додавате дополнителен материјал - го вградувате магнетот во механичката структура.

Токму затоа прстенестите магнети се користат насекаде - од сензорите за позиција на гасот во автомобилите до индустриските серво мотори. Тие го решаваат проблемот со поставувањето без да бараат целосно редизајнирање на целиот склоп.

Кога некоја апликација бара сигурни перформанси во компактен простор, решенијата со прстенести магнети за сензори често се најпрактичниот избор.

Заеднички апликации

Прстенестите магнети се појавуваат на повеќе места отколку што повеќето луѓе сфаќаат. Еве неколку каде што спецификациите се всушност важни.

Енкодери

Кај магнетните енкодери, прстенестите магнети се тие што го претвораат ротационото движење во дигитални сигнали. Типично, магнетот е магнетизиран со неколку парови на полови, а сензорот ги брои транзициите додека магнетот се врти.

Предизвикот овде е прецизноста на магнетизацијата. Ако половите не се рамномерно распоредени, резолуцијата на вашиот кодер опаѓа. За апликации со висока прецизност, барате прилагодени тела за магнетизација - а не готови празни делови.

Системи за автоматизација

Во автоматизираните производствени линии, прстенестите магнети се користат во системи за повратна информација за позицијата, роботски зглобови, па дури и магнетни безбедносни прекинувачи. Овие средини се сурови. Вибрациите, температурните флуктуации и залутаните магнетни полиња од блиската опрема можат да влијаат на перформансите.

Имавме клиенти кои ги заменија стандардните прстенести магнети со верзии со висока коерцивност само за да ги одржат своите системи стабилни во близина на опремата за заварување. Тоа е еден од оние детали што не се појавуваат во фазата на прототип, но стануваат критични во голем обем.

Кога се вклучени поедноставни барања за аксијално поле,апликации на цилиндрични магнетиисто така често се користат, особено кај помали сензори каде што не е потребна прстенеста конфигурација.

Клучни спецификации

Кога зборуваме за прстенести магнети за сензори, трите димензии се поважни од сите други.

Однадвор / ИД / дебелина

Надворешниот дијаметар одредува колку магнетен материјал имате. Внатрешниот дијаметар влијае на тоа како магнетот се монтира на вратилото. А дебелината влијае на јачината на полето на растојанието на детекција на сензорот.

Онаму каде што работите стануваат потешки се толеранциите. Прстенест магнет што е малку поместен на идентификацијата нема правилно да седи на вратилото. Ако е лабав, се добива искривување. Ако е премногу затегнат, ризикувате да го скршите магнетот за време на склопувањето. За прецизни апликации обично специфицираме толеранции до ±0,05 mm, а примероците ги проверуваме со калипер пред да одобриме производство.

Магнетизација

Тука оди најголемиот дел од инженерските напори.

Прстенестите магнети можат да се магнетизираат на различни начини:
- Аксијално: столбови на рамните површини
- Насока на дијаметарот: север-југ низ целиот дијаметар
-Мултипол: наизменични полови околу обемот

За кодерите, повеќеполната магнетизација е стандардна. Но, бројот на полови мора да одговара на резолуцијата на сензорот. Прстен со 32 полови нема да работи со сензор кој очекува 16 транзиции по вртење, освен ако не го прилагодите фирмверот или условувањето на сигналот.

Исто така, видовме проекти кои се одложуваа бидејќи насоката на магнетизација не беше усогласена со ориентацијата на сензорот. Тоа е едноставен детаљ, но лесно е да се пропушти кога фокусот е на димензиите и силата на влечење.

 

Производствени размислувања

Нарачувањето прстенести магнети за сензорски склопови е поинаква игра од набавката на магнети за држење за фабрика. Толеранцијата за грешки е многу помала, а цената на дефектот има тенденција да биде значително повисока.

Прототип со реални работни услови

Секогаш препорачуваме тестирање на примероци од магнети во куќиштето на сензорот, со електрониката за отчитување. Прстенест магнет што работи добро на клупата може да се однесува поинаку откако ќе се инсталира во близина на челични монтажни плочи или напојувачки кабли.

Јасно наведете го моделот на магнетизација

Димензионираниот цртеж не е доволен. Треба да дефинирате број на полови, ориентација на полови и дозволена аголна грешка. Ако овие не се документирани, оставате простор за толкување - и тука се случуваат несовпаѓања.

Размислете за температурата рано

Стандардните прстенести магнети генерално се префрлаат на N35SH или слични високотемпературни степени откако температурата на околината ќе надмине 80°C. Ако вашиот сензор е монтиран во близина на мотор или во просторот за моторот, N42 што бил соодветен за изработка на прототипови може да откаже под оптоварување на ниво на производство.

Поставувајте ги вистинските прашања

Добар добавувач на магнети ќе праша за вашиот тип на сензор, метод на монтирање и работна средина. Ако не прашаат, тоа е црвено светло. Имавме производители кои ни кажуваа „тоа е само прстенест магнет“ сè додека не ја разгледавме апликацијата и не сфативме дека им е потребна повеќеполна магнетизација со точност од ±2 степени.

 

Неколку работи на кои треба да внимавате

Ракување и складирање
Прстенестите магнети - особено поголемите дијаметри - можат да бидат изненадувачки силни. Сме виделе како се спојуваат од неколку метри оддалеченост, оштетувајќи ги и магнетите и сите во близина. За производствените количини, вреди да се испланира како ќе се ракува со нив и како ќе се магнетизираат по склопувањето.

Избор на премази
Никелирањето е типичен избор, но ако вашиот сензорски склоп е изложен на влага, сол во спреј или хемикалии за чистење, веројатно ќе ви требаат епоксидни или гумени премази. Ова го откривме откако заменивме кородирана серија - само шест месеци по употреба во надворешна автоматизирана средина.

Магнетизација по склопување
За повеќеполни прстени, понекогаш е подобро да се магнетизира откако магнетот ќе се инсталира во склопот. Ова ги избегнува проблемите со порамнувањето за време на транспортот и гарантира дека половите се точно таму каде што треба да бидат во однос на сензорот.

 

Заклучни мисли

Прстенестите магнети се мал дел од склопот на сензорот, но тие не се стока. Разликата помеѓу сензор кој работи сигурно и оној кој не успева на терен честопати се сведува на тоа колку добро е специфициран магнетот - и дали процесот на производство всушност го испорача она што е дизајнирано.

Доколку набавувате за производство, одвојте време да ги тестирате шемите на магнетизација, да ги потврдите димензиите и да го усогласите степенот на магнет со вашата работна средина. Претходниот напор се исплати првиот пат кога ќе испратите серија без грешки на терен.